二階電路動態(tài)響應試驗報告

1、實驗二：二階電路動態(tài)響應學號：1528406027姓名：李昕怡成績：實驗目的1 .深刻理解和掌握零輸入響應、零狀態(tài)響應及完全響應2 .深刻理解欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼的意義.3 .研究電路元件參數(shù)對二階電路動態(tài)響應的影響.4 .掌握用Multisim軟件繪制電路原理圖的方法.實驗原理及思路實驗原理：用二階微分方程描述的動態(tài)電路稱為二階電路。如圖所示的RLC串聯(lián)電路是一個典型的二階電路，可以用下述二階線性常系數(shù)微分方程來描述：LCd2ucdt2RC也uc二Ucdt定義衰減系數(shù)(阻尼系數(shù))0t=R,自由振蕩角頻率(固有頻率)。0=.LLC1 .零輸入響應.動態(tài)電路在沒有外施激勵時，由動態(tài)元件的初始

2、儲能引起的響應，稱為零輸入響應。(1)當R>2器時,響應是非振蕩性的，稱為過阻尼情況.(2)當r=2，L時，響應是臨界振蕩，稱為臨界阻尼情況.(3)當R<2、歸時，響應是振蕩性的，稱為欠阻尼情況.2 .零狀態(tài)響應.動態(tài)電路的初始儲能為零，由外施激勵引起的電路響應稱為零狀態(tài)響應.與零輸入響應類似，電壓電流的變化規(guī)律取決于電路結(jié)構、電路參數(shù)，可以分為過阻尼、欠阻尼、臨界阻尼等三種充電過程。實驗思路：1 .用方波信號作為輸入信號，調(diào)節(jié)方波信號的周期，觀測完整的響應曲線.2 .用可變電阻R代替電路中的電阻，計算電路的臨界阻尼，調(diào)整R的大小，使電路分別處于欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼的情況，觀測

3、電容兩端的瞬態(tài)電壓變化.3 .測定衰減振蕩角頻率0d和衰減系數(shù)U.在信號發(fā)生器上讀出信號的震蕩周期T%則：八.2二，d=2二fd=Td1h1二ln-Tdh2其中hi、h2分別是兩個連續(xù)波峰的峰.三、實驗內(nèi)容及結(jié)果1 .計算臨界阻尼.R=2JL之1.348kC2 .Multisim仿真.（1）從元器件庫中選擇可變電阻、電容、電感，創(chuàng)建如圖所示電路（2）將J1與節(jié)點0相連，用Multisim瞬態(tài)分析仿真零輸入響應（參數(shù)欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼三種情況），觀測電容兩端的電壓，將三種情況的曲線繪制在同一張圖上，從上至下分別是：R=10%R（欠阻尼），R=1.348kQ（臨界阻尼）,R=90%R（過阻尼

4、）.查看記錄儀文件楠任）摸圖附工Mm瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析電路1瞬態(tài)分析SelectedTrace:V(3)（3）將J1與節(jié)點4相連，用Multisim瞬態(tài)分析仿真全響應（欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼三種情況），觀測電容兩端的電壓，將三種情況的曲線繪制在同一張圖上，從上至下分別是：R=10%R（欠阻尼），R=1.348kQ（臨界阻尼），R=90%R（過阻尼）.（4）在Multisim中用函數(shù)發(fā)生器、示波器和波特圖繪制如圖所示的電路圖,函數(shù)信號發(fā)生器設置：方波、頻率1kHz、幅度5V、偏置5V.用瞬態(tài)分析觀測電容兩端的電壓R=10%R（欠阻尼）：示波器-X0C1R=1.348kQ（臨界阻尼）：了液器-X0

5、C1R=90%R（過阻尼）:2.在電路板上焊接實驗電路，器件參數(shù)：R=100Q、L=10mHC=47nF可變電阻R.3 .調(diào)節(jié)可變電阻R,觀察二階電路在方波信號下由過阻尼過渡到臨界阻尼，最后過渡到欠阻尼的變化過渡過程，記錄三種情況下R的值，記錄示波器上顯示的波形過阻尼R=2.5kQ臨界阻尼R=770Q欠阻尼R=2.5Q波形圖4.調(diào)節(jié)R使示波器熒光屏上呈現(xiàn)穩(wěn)定的欠阻尼響應波形，定量測定此時電路的衰減系數(shù)a和振蕩頻率6d,記錄所測數(shù)據(jù).波形RLC振揚周期Td第一波峰峰值hi第二一波峰峰值h266Q10mH122nF92pS1.72V0.34Vimi理論值測量值:我減振揚/頻率8d67420.068260.9衰減系數(shù)a16600.017621.0四、結(jié)論及分析1 .結(jié)論：當RLC串聯(lián)電路中電阻R值由大至小改變時，電路由過阻尼情況過渡到臨界阻尼情況，再由臨界阻尼情況過渡到欠阻尼情況，電容兩端的電壓波形也隨之改變.2 .誤差分析：萬用表測量時和讀數(shù)時的誤差；電感和電容存在交流損耗，這種交流損耗可以等效成損耗電阻；電感、電容大小真實值與